2023電力電子簡答題題庫

本文格式為Word版，下載可任意編輯——2023電力電子簡答題題庫逆變電路分為；依照逆變電路直流測電源性質(zhì)分類,直流側(cè)是電壓源的稱為逆變電路稱為電壓型逆變電路,直流側(cè)是電流源的逆變電路稱為電流型逆變電路。1、電壓型逆變電路的主要特點：

①直流側(cè)為電壓源,或并聯(lián)有大電容,相當(dāng)于電壓源。直流側(cè)電壓基本無脈動,直流回路浮現(xiàn)低阻抗。

②由于直流電壓源的鉗位作用,交流側(cè)輸出電壓波形為矩形波,并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電流波形和相位因負(fù)載阻抗?fàn)顩r的不同而不同。

③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時需要提供無功功率,直流側(cè)電容起緩沖無功能量的作用。為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道,逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。

2、晶閘管和負(fù)載電阻串聯(lián)連接，由單相正弦交流電源供電，電壓有效值為100V。請問晶閘管實際承受的最大正反向峰值電壓有多大？若考慮晶閘管的安全裕量，則其額定電壓應(yīng)如何選?。?/p>

解：該電路運(yùn)行可能出現(xiàn)施加于晶閘管上最大正反向峰值電壓為1.414U=1.414×110=141V若考慮晶閘管的安全裕量，尋常選擇額定電壓為正常工作峰值電壓的2－3倍。２×141＝282(V),3×142＝423(V),則選擇額定電壓為300V～500V的晶閘管。3、電流型逆變電路的主要特點:

①直流側(cè)串聯(lián)有大電感,相當(dāng)于電流源。直流側(cè)電流基本無脈動,直流回路浮現(xiàn)高阻抗。②電路中開關(guān)器件的作用僅是改變直流電流的流通路徑,因此交流側(cè)輸出電流為矩形波,并且與負(fù)載阻抗角無關(guān)。而交流側(cè)輸出電壓波形和相位則因負(fù)載阻抗?fàn)顩r的不同而不同。③當(dāng)交流側(cè)為阻感負(fù)載時需要提供無功功率,直流測電惑起緩沖無功能量的作用。由于反饋無功能量時直流電流并不反向,因此不必像電壓型逆變電路那樣要給開關(guān)器件反并聯(lián)二極管。4、逆變

定義；把直流電變成交流電，是整流的逆向過程分類；有源逆變；交流側(cè)接在電網(wǎng)上，即交流側(cè)有電源無源逆變；交流側(cè)直接和負(fù)載連接

產(chǎn)生條件；1）外部條件：要有直流電動勢，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流電路直流側(cè)的平均電壓。

2）內(nèi)部條件：要求晶閘管的控制角a>90度，使Ud為負(fù)值。

5、什么狀況下可能會出現(xiàn)過電流現(xiàn)象？過電流有哪幾種分類？電力電子器件過電流時可采取什么樣的保護(hù)措施？

（1）電力電子電路運(yùn)行不正常或者發(fā)生故障時，可能會發(fā)生過電流（2）過電流分過載和短路兩種狀況

（3）保護(hù)措施：采用快速熔斷器、直流快速斷路器、過電流繼電器是較為常用的措施，一般電力電子裝置均同時采用幾種過電流保護(hù)措施，以提高保護(hù)的可靠性和合理性。在選擇各種保護(hù)措施時應(yīng)注意相互協(xié)調(diào)。尋常電子電路作為第一保護(hù)措施，快速熔斷器僅作為短路時的部分區(qū)段的保護(hù)，直接快速斷路器整定在電子電路動作之后實現(xiàn)保護(hù)，過電流繼電器整定在過載時動作。

6、電力電子器件產(chǎn)生過電壓的原因是？應(yīng)采取什么樣的保護(hù)措施？（1）外因：主要來自系統(tǒng)中的操作過程和雷擊等外因

操作過電壓：由分閘、合閘等開關(guān)操作引起的過電壓，電網(wǎng)側(cè)的操作過電壓會由供電變壓器電磁感應(yīng)耦合，或由變壓器繞組之間存在的分布電容靜電感應(yīng)耦合過來。雷擊過電壓：由雷擊引起的過電壓

（2）內(nèi)因：主要來自電力電子裝置內(nèi)部器件的開關(guān)過程

換相過電壓：由于晶閘管或者與全控型器件反并聯(lián)的續(xù)流二極管在換相終止后不能馬上恢復(fù)阻斷能力，因而有較大的反向電流流過，使殘存的載流子恢復(fù)，而當(dāng)其恢復(fù)了阻斷能力時，反向電流急劇減小，這樣的電流突變會因線路電感而在晶閘管陰陽極之間或與續(xù)流二極管反并聯(lián)的全控型器件兩端產(chǎn)生過電壓。

關(guān)斷過電壓：全控型器件在較高頻率下工作，當(dāng)器件關(guān)斷時，因正向電流的迅速降低而由線路電感在器件兩端感應(yīng)出的過電壓。

（3）保護(hù)措施：閥器件換相過電壓抑制用RC電路和閥器件關(guān)斷過電壓抑制用RC電路為抑制內(nèi)因過電壓的措施，其功能屬于緩沖電路的范疇。在抑制外因過電壓的措施中，采用RC過電壓抑制電路是最為常見的，RC過電壓抑制電路可接于供電變壓器的兩側(cè)，或電力電子

電路的直流側(cè)。對大容量的電力電子裝置，可采用反向阻斷式RC電路。采用雪崩二極管、金屬氧化物壓敏電阻、轉(zhuǎn)折二極管等非線性元件來限制或吸收過電壓也是較常用的措施。

7、試述單相半波整流電路，單相全波整流電路，三相半波整流電路，三相橋式整流電路電阻負(fù)載時觸發(fā)角的移相范圍。

答：0—180°0—180°0—150°0—120°

8、晶閘管變流裝置對門極觸發(fā)電路的要求？

為了保證可靠、安全的觸發(fā)，門極觸發(fā)電路所提供的觸發(fā)電壓、觸發(fā)電流和功率都應(yīng)限制在晶閘管門極伏安特性曲線中的可靠觸發(fā)區(qū)內(nèi)

①正脈沖②脈沖幅值足夠大③脈沖足夠?qū)挗芫哂袕?qiáng)觸發(fā)能力⑤隔離輸出，能夠抗干擾⑥與主電路同步

晶閘管觸發(fā)電路應(yīng)滿足以下要求：

１）觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)保證晶閘管的可靠導(dǎo)通，對感性和反電動勢負(fù)載的變流器應(yīng)采用寬脈沖或脈沖列觸發(fā)，對變流器的啟動、雙星形帶平衡電抗器電路的觸發(fā)脈沖應(yīng)寬于30°，三相全控橋式電路應(yīng)采用寬于60°或采用相隔60°的雙窄脈沖。

２）觸發(fā)脈沖應(yīng)有足夠的幅度，對戶外寒冷場合，脈沖電流的幅度應(yīng)增大為器件最大觸發(fā)電流的3-5倍，脈沖前沿的陡度也需增加，一般需達(dá)到1-2A/US。

３）所提供的觸發(fā)脈沖應(yīng)不超過晶閘管門極的電壓、電流和功率定額，且在門極伏安特性的可靠出發(fā)區(qū)域之內(nèi)。

４）應(yīng)有良好的抗干擾性能、溫度穩(wěn)定性及與主電路的電氣隔離。

9、晶閘管關(guān)斷的條件：必需去掉陽極所加的正向壓降，或者給陽極施加反壓，或者設(shè)法使流過晶閘管的電流降到接近于零的某一數(shù)值以下，即降到維持電流以下，便可使導(dǎo)通的晶閘管關(guān)斷。

10、晶閘管導(dǎo)通的條件：晶閘管承受正向陽極電壓，并在門極施加觸發(fā)電流（脈沖）?；颍簎AK>0且uGK>0。

11、額定電流為10A的晶閘管能否承受長期通過15A的直流負(fù)載電流而不過熱？答：額定電流為10A的晶閘管能夠承受長期通過15A的直流負(fù)載電流而不過熱。由于晶閘管的額定電流IR定義是：在環(huán)境溫度為40℃和規(guī)定的散熱冷卻條件下，晶閘管在電阻性負(fù)載的單相、工頻正弦半波導(dǎo)電、結(jié)溫穩(wěn)定在額定值125℃時，所對應(yīng)的通態(tài)平均電流值。這就意味著晶閘管可以通過任意波形、有效值為1.57IR的電流，其發(fā)熱溫升正好是允許值，而恒定直流電的平均值與有效值相等，故額定電流為10A的晶閘管通過15.7A的直流負(fù)載電流，其發(fā)熱溫升正好是允許值。

12、交交變頻電路的最高輸出頻率是多少？制約輸出頻率提高的因素是什么？

答：一般來講，構(gòu)成交交變頻電路的兩組變流電路的脈波數(shù)越多，最高輸出頻率就越高。當(dāng)交交變頻電路中采用常用的6脈波三相橋式整流電路時，最高輸出頻率不應(yīng)高于電網(wǎng)頻率的1/3~1/2當(dāng)電網(wǎng)頻率為50Hz時，交交變頻電路輸出的上限頻率為20Hz左右。當(dāng)輸出頻率增高時，輸出電壓一周期所包含的電網(wǎng)電壓段數(shù)減少，波形畸變嚴(yán)重，電壓波形畸變和由此引起的電流波形畸變以及電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動是限制輸出頻率提高的主要因素。

14、交交變頻電路的主要特點和不足是什么？其主要用途是什么？

答：交交變頻電路的主要特點是；只用一次變流，效率較高；可便利實現(xiàn)四象限工作；低頻輸出時的特性接近正弦波。

交交變頻電路的主要不足是：接線繁雜，如采用三相橋式電路的三相交交變頻器至少要用36只晶閘管；受電網(wǎng)頻率和變流電路脈波數(shù)的限制，輸出頻率較低；輸出功率因數(shù)較低；

輸入電流諧波含量大，頻譜繁雜。

主要用途：500千瓦或1000千瓦以下的大功率、低轉(zhuǎn)速的交流調(diào)速電路，如軋機(jī)主傳動裝置、鼓風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)等場合。

15、三相交交變頻電路有那兩種接線方式？它們有什么區(qū)別？

答:三相交交變頻電路有公共交流母線進(jìn)線方式和輸出星形聯(lián)結(jié)方式兩種接線方式。兩種方式的主要區(qū)別在于：

公共交流母線進(jìn)線方式中，由于電源進(jìn)線端公用，所以三組單相交交變頻電路輸出端必需隔離。為此，交流電動機(jī)三個繞組必需拆開，共引出六根線。

而在輸出星形聯(lián)結(jié)方式中，由于電動機(jī)中性點不和變頻器中性點接在一起，電動機(jī)只引三根線即可，但是因其三組單相交交變頻器的輸出聯(lián)在一起，其電源進(jìn)線必需隔離，因此三組單相交交變頻器要分別用三個變壓器供電。

16、可控整流電路，假使電源三相進(jìn)線相序接反，會產(chǎn)生什么問題？

答：會出現(xiàn)缺相或亂相，所謂亂相是該導(dǎo)通的晶閘管不導(dǎo)通，不該導(dǎo)通的晶閘管導(dǎo)通了，在單寬脈沖和雙脈沖觸發(fā)的三相橋式電路中，原來調(diào)整好的移相范圍會前移60°，使系統(tǒng)不能正常工作，所以晶閘管裝置的進(jìn)線相序必需符合規(guī)定。

17、三相全控橋式整流器的單脈沖觸發(fā)方式的脈沖寬度為什么要大于60°？

答：三相全控橋式整流電路，必需有一個共陰極組的和另一個共陽級組的二個不同相的晶閘管同時導(dǎo)通，才能形成通過負(fù)載的導(dǎo)電回路。為了保證全控橋在初始工作合閘（啟動工作）時能形成電流回路，或者由于電流斷續(xù)后能再次導(dǎo)通，必需對兩組中應(yīng)導(dǎo)通的兩個晶閘管同是加有觸發(fā)電路。

單脈沖觸發(fā)方式又稱寬脈沖觸發(fā)方式，要求脈